شبیه سازی دینامیک مولکولی گذار فار نانولوله های بورنیترید تک جداره

داودی, جمال; یوسفی, رقیه

doi:10.18869/acadpub.ijpr.17.3.491

شبیه سازی دینامیک مولکولی گذار فار نانولوله های بورنیترید تک جداره

نویسندگان

جمال داودی

رقیه یوسفی

دانشگاه زنجان

https://doi.org/10.18869/acadpub.ijpr.17.3.491

چکیده

هدف از این کار پژوهشی مطالعه فرآیند ذوب نانولوله‌های بورنیترید با سه نوع ساختار زیگزاگ، دسته صندلی و پیچشی و بررسی تأثیر شعاع این سه نوع نانولوله بر نقطه ذوب آنها می‌باشد. برای انجام این پژوهش از روش شبیه‌سازی دینامیک مولکولی بر اساس پتانسیل شبه ترسف در هنگرد هم دما- هم فشار (NPT) استفاده شده است. دما و فشار دستگاه به ترتیب با استفاده از ترموستات نوز- هوفر و باروستات برنسن کنترل شده و شرایط مرزی دوره‌ای نیز در امتداد محور نانولوله اعمال شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که دمای ذوب نانولوله بورنیترید به شعاع نانولوله‌ها وابستگی غیرخطی داشته و با افزایش شعاع، افزایش می‌یابد البته این وابستگی دمای ذوب به شعاع برای سه نوع نانولوله زیگزاگ، دسته صندلی و پیچشی متفاوت بوده و برای هر نوع ساختار نانولوله یک تابع برای بیان وابستگی دمای ذوب به شعاع ارائه شده است. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد دمای ذوب نانولوله‌ها در شعاع‌های بزرگ به یک مقدار ثابت میل می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

شبیه سازی دینامیک مولکولی

دمای ذوب

نانولوله بورنیترید

پتانسیل شبه ترسف

عنوان مقاله English

Molecular dynamics simulation of phase transition of boron nitride single walled nanotube

نویسندگان English

Jamal Davoodi

Rogaieh Yousefi

چکیده English

The melting of zigzag, armchair and chiral single walled boron nitride nanotubes (SWBNs) investigated using molecular dynamics (MD) simulation based on Tersoff-like many body potential. The MD simulation has been employed in the constant pressure, constant temperature (NPT) ensemble. The temperature and pressure of the system were controlled by Nose-Hoover thermostat and Berendsen barostat, respectively. We have computed the variation of the melting temperature with the radius of BN nanotube. The results show that the melting temperature of nanotubes increase with increasing in the size of radii, but this dependence is not the same for the various chiral angle of nanotubes. The relation of the melting point with radius for three types of nanotubes i.e. zigzag, armchair and chiral obtained. Moreover, our results show that the melting temperature of nanotubes approach a constant value at larger radii.

کلیدواژه‌ها English

molecular dynamics simulation

melting temperature

boron nitride nanotube

Tersoff-like potential

1. W H Moon, H J Hwang, Physic E 23 (2004) 26.
2. T H Ferreira, P R O da Silva, R G dos Santos, E M B de Sousa, J. of Biomaterials
and Nanobiotechnology 2 (2011) 426.
3. V Nirmala, P Kolandaivel, Theochem 817 (2007) 137.
4. D Golberg, Y Bando, C C Tang, C Y Zhi, Advanced-materials 19 (2007)2413.
5. M Zheng, X Chen, I T Bae, C Ke, C W Park, M Smith, K Jordan, small 8 (2012) 116.
6. W H Moon, H J Hwang, Nanotechnology 15 (2004) 431.
7. A RUBIO, J L CORKILL, M L COHEN, Phys. Rev. B 49 (1994) 5081.
8. W Sekkaly, B Bouhafsy, H Aouragy and M Certierz, J. Phys.: Condens. Matter 10 (1998) 4975.
9. E S Oh, Met. Mater. Int. 17 (2011) 21.
10. H Koga, Y Nakamura, S Watanabe, T Yoshida, Science and Technology of Advanced Materials 2 (2001) 349.
11. V Verma, V K Jindal and K Dharamvir, Nanotechnology 18 (2007) 435711.
12. Y Xiao, X H Yan, J X Cao, J W Ding, Y L Mao and J Xiang, PHYSICAL REVIEW B 69 (2004) 205415.
13. W H Moon, H J Hwang, Physics Letters A 320 (2004) 446.
14. W H Moon, H J Hwang, Nanotechnology 15 (2004) 431.
15. J Davoodi, L Mehri, Iranian Journal of Physics Research 10 (2010) 239.
16. J Davoodi, M Asgarikhah, Iranian Journal of Physics Research 11 (2011) 161.
17. S. M. Huseini, S. M. Amini. Iranian Journal of Physics Research 2 (2001) 277.
18. M Peyvasteh, S Setayeshi, M Vaez Zadeh, R Afzal Zadeh. Iranian Journal of Physics Research 14 (2014) 187.
19. J M Haile, “Molecular Dynamics Simulation”, Johan Wiley and Sons, New York (1992).
20. M P Allen and D J Tildesly, “Computer Simulation of Liquids”, Oxford Science Publications, Oxford (1996).
21. J Tersoff, Phys. Rev. B 39 (1989) 5566.
22. J Zang, O Aldas-Palacios, and F Liu, Commun. Comput. Phys. 2 (2007) 451.
23. D Y Sun and X G Gong, J. Phys.: Condens. Matter. 14 (2008) L487.
24. H J C Berendsen, J P M Postma, W F Van Gunsteren, A Dinola, J R Hakk, J. Chem. Phys. 81 (1984) 3684.
25. S Nose, J. Chem. Phys. 81 (1984) 511.
26. W G Hoover, Phys. Rev. A 31 (1985) 1695.
27. K K Nada, S N Sahu, and S N Behera, Phys. Rev. A 66 (2002) 013208-1.
28. S K Nayak, J N Khanan, B K Rao and P Jena, Phy. Condens. Matter 10 (1998) 10853.